Bariera krew-mózg stanowi niejako mur graniczny między krwią a tkanka nerwową, umożliwiający na dostanie się do mózgu jedynie niektórym cząsteczkom, wśród których woda czy tlen, a także kofeina i alkohol. Bariera ta ma jednak nie przepuszczać ponad 99% związków – a te mogłyby być lekami na choroby neurologiczne, takie jak padaczka, choroba Parkinsona czy Alzheimera oraz stwardnienie rozsiane.
Grupa badaczy z Uniwersytetu w Kopenhadze miała przeprowadzić badania na żywych myszach, dotyczące dostarczania leków przez barierę krew-mózg, z wykorzystaniem tzw. nanocząsteczkowych liposomowych nośników leków.
– Przed tym badaniem nie mieliśmy wglądu w to, co dzieje się w barierze krew-mózg w żywym mózgu i dlaczego niektóre nanocząsteczki przechodzą, a inne nie. Pod tym względem bariera krew-mózg była 'czarną skrzynką’ – wydarzenia między podaniem leku a wykryciem go w mózgu pozostawały niejasne. Wątpiono nawet, czy wejście nanocząsteczek do mózgu było w ogóle możliwe. W naszym artykule przedstawiamy teraz bezpośredni dowód wejścia nanocząsteczek do mózgu i opisujemy, dlaczego, kiedy i gdzie to się dzieje – relacjonuje Krzysztof Kucharz z Katedry Neuronauki Uniwersytetu w Kopenhadze.
Autorzy badania, przy wsparciu pracowników duńskiego Uniwersytetu Technicznego i Uniwersytetu w Aalborgu, mieli wykorzystać obrazowanie dwufotonowe bariery krew-mózg, po to, by zrozumieć, w jaki sposób nanocząsteczkowe nośniki leków przekraczają ją w żywym organizmie.
Krzysztof Kucharz relacjonuje dalej:
– Monitorowaliśmy wnikanie nanocząsteczek do mózgu na każdym etapie procesu. W szczególności pokazujemy, które segmenty naczyniowe są najskuteczniejsze do namierzenia za pomocą nanocząsteczek, aby umożliwić ich wejście do mózgu. Byliśmy w stanie monitorować nośniki leków na poziomie pojedynczych nanocząsteczek, teraz zapewniamy nowatorską platformę do opracowania skuteczniejszych i bezpieczniejszych metod terapeutycznych.
Okazało się, że nanocząsteczki, które docierają z krwią do mózgu, są wychwytywane w naczyniach włosowatych i żyłkach przez tworzące barierę krew-mózg komórki śródbłonka, które z kolei umożliwiają bądź odrzucają dostęp tych cząsteczek do tkanki mózgowej.
– Podobnie do mitycznego konia trojańskiego są rozpoznawane przez śródbłonek i transportowane przez barierę krew-mózg do mózgu. Te nanocząsteczki mają 'przestrzeń ładunkową’, która może być załadowana różnymi lekami neuroprotekcyjnymi w leczeniu wielu chorób neurodegeneracyjnych. To podejście jest obecnie testowane w badaniach klinicznych i przedklinicznych dotyczących raka mózgu, udaru, choroby Alzheimera i Parkinsona. Jednak poziom transportu nanocząsteczek do mózgu jest nadal niski i należy go poprawić, aby osiągnąć znaczenie kliniczne. W związku z tym istnieje wielka potrzeba optymalizacji dostarczania nanocząsteczek a do tego niezbędne jest zrozumienie, w jaki sposób wchodzą one w interakcję z barierą krew-mózg – opisuje naukowiec.
Badacze mieli zastosować metodę obrazowania dwufotonowego, co umożliwiło uzyskanie pełnego obrazu drogi nanocząsteczek przez barierę krew-mózg. Oznaczyli je cząsteczkami fluorescencyjnymi, co z kolei pozwoliło na mikroskopię nanonośników w żywym, nienaruszonym mózgu.
